ШТО ТАКОЕ ПАЎПРАВАДНІК?
Паўправадніковая прылада — гэта электронны кампанент, які выкарыстоўвае электрычную праводнасць, але мае характарыстыкі, якія знаходзяцца паміж характарыстыкамі правадніка, напрыклад, медзі, і характарыстыкамі ізалятара, напрыклад, шкла. Гэтыя прылады выкарыстоўваюць электрычную праводнасць у цвёрдым стане ў адрозненне ад газападобнага стану або цеплаэлектроннай эмісіі ў вакууме, і яны замянілі электронныя лямпы ў большасці сучасных прымяненняў.
Найбольш распаўсюджанае прымяненне паўправаднікоў — у інтэгральных схемах. Нашы сучасныя вылічальныя прылады, у тым ліку мабільныя тэлефоны і планшэты, могуць утрымліваць мільярды малюсенькіх паўправаднікоў, злучаных на асобных чыпах, усе злучаныя паміж сабой на адной паўправадніковай пласціне.
Праводнасць паўправадніка можна маніпуляваць некалькімі спосабамі, напрыклад, шляхам увядзення электрычнага або магнітнага поля, уздзеяння святла або цяпла, або з дапамогай механічнай дэфармацыі легаванай монакрышталічнай крэмніевай сеткі. Хоць тэхнічнае тлумачэнне даволі падрабязнае, менавіта маніпуляцыі з паўправаднікамі зрабілі магчымай нашу цяперашнюю лічбавую рэвалюцыю.
ЯК АЛЮМІНІЙ ВЫКАРЫСТОЎВАЕЦЦА Ў ПАЎПРАВАДНІКАХ?
Алюміній мае шмат уласцівасцей, якія робяць яго асноўным выбарам для выкарыстання ў паўправадніках і мікрачыпах. Напрыклад, алюміній мае выдатную адгезію да дыяксіду крэмнію, асноўнага кампанента паўправаднікоў (менавіта адсюль і атрымала сваю назву Сіліконавая даліна). Яго электрычныя ўласцівасці, а менавіта нізкае электрычнае супраціўленне і выдатны кантакт з праваднымі злучэннямі, з'яўляюцца яшчэ адной перавагай алюмінію. Таксама важна тое, што алюміній лёгка структураваць у працэсах сухога травлення, што з'яўляецца найважнейшым этапам у вытворчасці паўправаднікоў. Хоць іншыя металы, такія як медзь і срэбра, валодаюць лепшай каразійнай устойлівасцю і электрычнай трываласцю, яны таксама значна даражэйшыя за алюміній.
Адным з найбольш распаўсюджаных ужыванняў алюмінію ў вытворчасці паўправаднікоў з'яўляецца тэхналогія распылення. Тонкае нанясенне нанаслаёў высокачыстых металаў і крэмнію на пласціны мікрапрацэсараў ажыццяўляецца з дапамогай працэсу фізічнага асаджэння з паравой фазы, вядомага як распыленне. Матэрыял выкідваецца з мішэні і наносіцца на пласт крэмнію-падкладкі ў вакуумнай камеры, якая запоўнена газам для палягчэння працэдуры; звычайна інэртным газам, такім як аргон.
Апорныя пласціны для гэтых мішэняў вырабляюцца з алюмінію, на паверхню якога наносяцца высакаякасныя матэрыялы для нанясення, такія як тантал, медзь, тытан, вальфрам або алюміній чысцінёй 99,9999%. Фотаэлектрычнае або хімічнае травленне праводнай паверхні падкладкі стварае мікраскапічныя схемы, якія выкарыстоўваюцца ў паўправадніковай функцыі.
Найбольш распаўсюджаным алюмініевым сплавам у апрацоўцы паўправаднікоў з'яўляецца 6061. Каб забяспечыць найлепшыя характарыстыкі сплаву, на паверхню металу звычайна наносяць ахоўны анадаваны пласт, які павышае каразійную стойкасць.
Паколькі паўправадніковыя прылады з'яўляюцца настолькі дакладнымі, неабходна ўважліва сачыць за карозіяй і іншымі праблемамі. Было выяўлена некалькі фактараў, якія спрыяюць карозіі паўправадніковых прылад, напрыклад, іх упакоўка ў пластык.